Ajankohtaista

Väitös: 2.6.2016 Virusterapialla pyritään estämään bakteerien antibioottivastustuskyvyn leviäminen (Ojala)

Alkamisaika: torstai 02. kesäkuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: torstai 02. kesäkuuta 2016, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YAA303

Ville Ojala kuva: Lauri Mikonranta
FM Ville Ojalan solu- ja molekyylibiologian väitöskirjan ”Counteracting the horizontal spread of bacterial antibiotic resistance with conjugative plasmid-dependent bacteriophages” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori Marko Virta (Helsingin yliopisto) ja kustoksena dosentti Matti Jalasvuori (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on suomenkielinen.

Antibiooteille erittäin vastustuskykyisten bakteeri-infektioiden nopea yleistyminen uhkaa horjuttaa koko modernin lääketieteen perusteita. Vastustuskykyä tuottavat geenit leviävät yleisesti taudinaiheuttajasta toiseen bakteerien kromosomeista erillisten DNA-jaksojen, niin kutsuttujen konjugatiivisten plasmidien, välityksellä. Konjugatiiviset plasmidit kykenevät siirtämään kopion itsestään, ja samalla kantamistaan vastustuskykygeeneistä, uuteen isäntäbakteeriin – tätä prosessia kutsutaan konjugaatioksi.

Ojalan väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin, voitaisiinko konjugaation välityksellä tapahtuvaa vastustuskyvyn leviämistä mahdollisesti hillitä hyödyntämällä sellaisia bakteerien viruksia, eli bakteriofageja, jotka ovat erikoistuneet infektoimaan ja tappamaan nimenomaan konjugatiivisia plasmideita kantavia bakteereita (ns. plasmidi-riippuvaiset bakteriofagit).

Väitöskirjatyön ensimmäisessä osassa osoitettiin, että ympäröivästä bakteeriyhteisöstä konjugatiivisen plasmidin välityksellä siirtyvä β-laktamaasi-antibioottivastustuskykygeeni voi pelastaa antibiootille alttiit bakteerit muutoin kuolettavalta hoitoannokselta β-laktaami-antibioottia.

–  Tulokset viittaavat siihen, että edes erittäin korkea hoitoannos antibioottia ei välttämättä aina riitä bakteeri-infektion parantamiseen, mikäli vastustuskykygeenejä on nopeasti saatavilla muilta bakteereilta konjugaation välityksellä. Olisi siis hyödyllistä, jos pystyttäisiin luomaan evolutiivinen valintapaine konjugaation tapahtumista vastaan, Ojala kertoo.

Väitöskirjan jälkimmäisissä osatöissä havaittiinkin, että plasmidi-riippuvainen bakteriofagi PRD1 rajoittaa tehokkaasti ja pitkävaikutteisesti antibioottivastustuskykyä tuottavan konjugatiivisen plasmidin leviämistä bakteerien välillä –­­ jopa silloin kun ympäristössä on läsnä konjugaatiota suosiva antibioottivalinta.

– Saatujen tulosten perusteella plasmidi-riippuvaiset bakteriofagit voisivatkin olla potentiaalinen tulevaisuuden työkalu maailmanlaajuisessa taistelussa bakteerien antibioottivastustuskyvyn leviämistä vastaan, Ojala toteaa.

Ville Ojala kirjoitti ylioppilaaksi Turun Suomalaisen Yhteiskoulun lukiosta vuonna 2004 ja valmistui filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopistosta vuonna 2011, pääaineenaan molekyylibiologia. Hän on työskennellyt professori Jaana Bamfordin virologian tutkimusryhmässä tohtorikoulutettavana vuoden 2012 alusta lähtien.

Tutkimuksen ohjaajina toimivat professori Jaana Bamford ja dosentti Matti Jalasvuori. Väitöstutkimuksen rahoittivat Suomen Akatemian biologisten vuorovaikutusten huippututkimusyksikkö sekä Suomen Kulttuurirahasto (Maili Aution rahasto).

Lisätietoja:
Ville Ojala, puh. 0449722629, ville.p.ojala@jyu.fi
Viestintäharjoittelija Petra Toivanen, puh. 040 8053638, tiedotus@jyu.fi

Teos on julkaistu sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science numerona 317, 47 s., Jyväskylä 2016, ISSN: 1456-9701, ISBN: 978-951-39-6644-7. Sitä saa Jyväskylän yliopiston julkaisuyksiköstä, puh. 040 805 3825, myynti@library.jyu.fi Luettavissa JYX-arkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-6645-4


Abstract

For over half a century, antibiotics have played an integral role in modern medicine’s quest to combat bacterium-caused illnesses. However, the extensive use and misuse of these vital drugs has led to the widespread emergence of highly resistant infections with few, or even no, available treatment options. The horizontal transfer of resistance genes via conjugative plasmids is considered the main culprit for the accumulation of multiple resistance determinants to pathogenic bacterial strains. Conjugative plasmids are extrachromosomal selfish genetic entities capable of independent replication and transfer to novel bacterial hosts, and they also routinely code for various host-beneficial traits, such as antibiotic resistance. Given the importance of conjugative plasmids in the global resistance epidemic, we would greatly benefit from having a deeper understanding of the eco-evolutionary factors affecting their spread and maintenance in bacterial communities and also from developing novel anti-conjugation therapeutic strategies, especially since the pipeline of new antibiotics has been virtually dry for decades. In this thesis, it is demonstrated that the conjugative transfer of resistance genes from the surrounding bacterial community can evolutionarily rescue antibiotic-susceptible bacteria exposed to an otherwise highly lethal dose of antibiotics. This suggests that the mere establishment of a high therapeutic concentration of antibiotics may not be enough to clear an infection when the targeted pathogens can rapidly acquire resistance from other bacteria via conjugation. However, it was also found that the so-called plasmid-dependent bacteriophages, which are natural enemies of both the conjugative plasmids and their bacterial hosts, can effectively counter the spread of resistance genes between bacteria even in the presence of conjugation-favouring antibiotic selection. Thus, these specialised bacteriophages show potential as future anti-conjugation therapeutic agents.


Lisätietoja

Ville Ojala
ville.p.ojala@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: